[发明专利]一种基于弧形阵列天线的波束方向的控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于弧形阵列天线的波束方向的控制方法及装置，其中方法包括如下步骤：根据目标位置以及弧形阵列天线所对应的圆心确定第一方向；基于所述第一方向控制弧形阵列天线中的与所述第一方向对应的第一天线阵元组中的各天线阵元导通作为工作天线阵元；其中第一天线阵元组中的相邻两个天线阵元之间间隔距离相同；基于所述第一天线阵元组的合成波束的初始方向以及目标位置确定合成波束的目标方向；基于所述合成波束的目标方向确定各所述天线阵元的辐射波束的目标辐射方向；将各所述天线阵元的辐射波束的辐射方向调整至所述目标辐射方向，以控制由各所述天线阵元的辐射波束合成的波束方向为所述目标方向。

技术领域

本发明涉及相控阵雷达天线技术领域，特别涉及一种基于弧形阵列天线的波束方向的控制方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达距离向域的分辨率可以通过增加发射脉冲的带宽获得，高分辨率的限制表现在方位向域。随着研究人员对合成孔径理解的深入，逐渐认识到增加在方位向上的合成孔径长度可以拓宽方位向上的频谱，进而可以获得更高的分辨率。弧形阵列天线的特殊的合成孔径使得其在距离向和方位向上的频谱范围拓展较宽，从而使得在距离向和方位向的分辨率得到提高，围绕目标区域进行360°观测角范围观测，能够获得全视角的目标特征。根据目标区域本身的空间分辨与空间频谱的对应关系，提高目标分辨率需要提高其空间频谱的宽度。弧形阵列天线采用特殊的结构和波束合成方法获得目标区域的雷达信号，在实现方式上较直线阵和平面阵列能更大程度获得距离向和方位向的空间频谱宽度，从而也获得了两个方向上的高分辨率。

弧形阵列天线中每一个天线阵元的相移值，除了与要求的波束指向最大值θ₀有关之外，还与每一个阵元在弧形阵面上所处的空间位置坐标(x_i，y_i，z_i)有关，需要单独计算每一个阵元的波束控制数码，宽带信号情况下，需要时间延迟补偿。各个阵元之间的相位关系与线阵和平面阵不同，不存在简单的线性关系，每一个阵元其波束控制信号需要单独计算。由于弧形阵列天线的天线阵元排布在弧形曲面上，故而其方向图形状即使都相同，但由于空间位置差别使得最大值指向会在不同方向上，所以要想得到阵列的综合方向图最大值方向为θ₀，各阵元在此方向上发射与接收信号的幅度将不相等，因此阵元方向图因子不能作为公因子直接应用于阵列方向图函数中。为了满足一定的天线副瓣电平及自适应波瓣置零等要求，应该使满足一定的天线口径加权函数的要求，即要求幅度加权系数a_0i能随着弧形阵列天线中辐射部分的口径变化和天线波束指向的最大值变化而相应地变化，因此会增加弧形阵列天线波束控制系统的运算量，故弧形阵列天线的波束方向的控制较为复杂、不够灵活。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于弧形阵列天线的波束方向的控制方法及装置，用于解决现有技术中弧形阵列天线波束方向控制较为复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例采用了如下技术方案：一种基于弧形阵列天线的波束方向的控制方法，包括如下步骤：

根据目标位置以及弧形阵列天线所对应的圆心确定第一方向；

基于所述第一方向控制弧形阵列天线中的与所述第一方向对应的第一天线阵元组中的各天线阵元导通作为工作天线阵元；其中第一天线阵元组中的相邻两个天线阵元之间间隔距离相同；

基于所述第一天线阵元组的合成波束的初始方向以及目标位置确定合成波束的目标方向；

基于所述合成波束的目标方向确定各所述天线阵元的辐射波束的目标辐射方向；

将各所述天线阵元的辐射波束的辐射方向调整至所述目标辐射方向，以控制由各所述天线阵元的辐射波束合成的波束方向为所述目标方向。

可选的，所述方法还包括：

按照同一天线阵元组中的相邻两个天线阵元之间间隔距离相等的原则对弧形阵列天线中的各天线阵元进行分组，获得若干天线阵元组；